развитие и функции спинного мозга
Развитие и функции спинного мозга
Спинной мозг, medulla spinalis. Развитие спинного мозга.
Как уже отмечалось, филогенетически спинной мозг (туловищный мозг ланцетника) появляется на III этапе развития нервной системы (трубчатая нервная система). В это время головного мозга еще нет, поэтому туловищный мозг имеет центры для управления всеми процессами организма, как вегетативными, так и анимальными (висцеральные и соматические центры). Соответственно сегментарному строению тела туловищный мозг имеет сегментарное строение, он состоит из связанных между собой невромеров, в пределах которых замыкается простейшая рефлекторная дуга. Метамерное строение спинного мозга сохраняется и у человека, чем и обусловливается наличие у него коротких рефлекторных дуг.
С появлением головного мозга (этап кефализации) в нем возникают высшие центры управления всем организмом, а спинной мозг попадает в подчиненное положение. Спинной мозг не остается только сегментарным аппаратом, а становится и проводником импульсов от периферии к головному мозгу и обратно, в нем развиваются двусторонние связи с головным мозгом. Таким образом, в процессе эволюции спинного мозга образуется два аппарата: более старый сегментарный аппарат собственных связей спинного мозга и более новый надсегментарный аппарат двусторонних проводящих путей к головному мозгу. Такой принцип строения наблюдается и у человека.
Решающим фактором образования туловищного мозга является приспособление к окружающей среде при помощи движения. Поэтому строение спинного мозга отражает способ передвижения животного. Так, например, у пресмыкающихся, не имеющих конечностей и передвигающихся с помощью туловища (например, у змеи), спинной мозг развит равномерно на всем протяжении и не имеет утолщений. У животных, пользующихся конечностями, возникает два утолщения, при этом, если более развиты передние конечности (например, крылья птиц), то преобладает переднее (шейное) утолщение спинного мозга; если более развиты задние конечности (например, ноги страуса), то увеличено заднее (поясничное) утолщение; если в ходьбе участвуют и передние, и задние конечности (четвероногие млекопитающие), то одинаково развиты оба утолщения. У человека в связи с более сложной деятельностью руки как органа труда шейное утолщение спинного мозга дифференцировалось сильнее, чем поясничное.
Отмеченные факторы филогенеза играют роль в развитии спинного мозга и в онтогенезе. Спинной мозг развивается из нервной трубки, из ее заднего отрезка (из переднего возникает головной мозг). Из вентрального отдела трубки образуются передние столбы серого вещества спинного мозга (клеточные тела двигательных нейронов), прилегающие к ним пучки нервных волокон и отростки названных нейронов (двигательные корешки). Из дорсального отдела возникают задние столбы серого вещества (клеточные тела вставочных нейронов), задние канатики (отростки чувствительных нейронов).
Таким образом, вентральная часть мозговой трубки является первично двигательной, а дорсальная — первично чувствительной. Деление на моторную (двигательную) и сенсорную (чувствительную) области простирается на всю нервную трубку и сохраняется в стволе головного мозга.
Из-за редукции каудальной части спинного мозга получается тонкий тяж из нервной ткани, будущая filum terminale. Первоначально, на 3-м месяце утробной жизни, спинной мозг занимает весь позвоночный канал, затем позвоночник начинает расти скорее, чем мозг, вследствие чего конец последнего постепенно перемещается кверху (краниально). При рождении конец спинного мозга уже находится на уровне III поясничного позвонка, а у взрослого достигает высоты I — II поясничного позвонка. Благодаря такому «восхождению» спинного мозга отходящие от него нервные корешки принимают косое направление.
Строение и функции спинного мозга
Спинной мозг представляет собой основную часть центральной нервной системы человека. На него возлагаются особые функции, и выделяется он среди остальных органов уникальным строением. Расположен в позвоночном канале, и напрямую связан с головным мозгом. При нормальном развитии спинной мозг обеспечивает нормальную работу всех отделов и частей организма, выполняет задачу проводника, передает рефлексы и импульсы.
Общая информация
Анатомия спинного мозга отличается от головного продолговатым строением. На латыни орган носит название – medulla spinalis. Представляет он собой утолщенную трубку с небольшим каналом внутри, немного приплюснутую спереди и сзади. Именно такое строение обеспечивает нормальную транспортировку нервных импульсов от главного органа, расположенного в черепной коробке к периферийным структурам нервной системы.
Локально орган расположен в позвоночном канале, где сосредоточены мягкие и костные ткани, нервные окончания, отвечающие за множество функций тела человека. Без нормально работающего спинного мозга не представляется возможным естественное дыхание, пищеварение, сердцебиение, репродуктивная деятельность, любая двигательная активность.
У человека начинает он формироваться примерно на 4 неделе развития внутри утробы матери. Но в каком виде он наблюдается у взрослого человека, он появляется намного позже, сначала это нервная трубка, постепенно развивающаяся в полноценный орган. Заканчивает он свое формирование в течение 2-х лет после появления на свет.
Строение
Локальное расположение спинного мозга вдоль всей спины имеет свои особенности. Такая физиология обеспечивает выполнение органом основных функций. Начинается орган на уровне 1 шейного позвонка, где он мягко перестраивается в головной мозг, но четкого разделения в них нет. В месте стыковки наблюдается перекрест пирамидных путей, отвечающих за двигательную активность конечностей. Заканчивается спинной мозг в районе 2 поясничного позвонка, поэтому по длине он меньше, чем весь позвоночник в целом. Такая особенность позволяет проводить люмбальную пункцию на уровне 3-4 поясничного позвонка, без риска повредить спинной мозг.
В чем особенность строения? Продолговатая трубка имеет спереди и сзади две борозды. Покрыт мозг тремя оболочками:
Пространство между ними заполнено спинномозговой жидкостью – ликвором. В центре органа располагается серое вещество. Состоит оно из вставочных и двигательных нейронов. Также в нем находятся два типа рогов: передние, содержащие двигательные нейроны и задние, место, где располагаются вставочные нейроны.
Внешние характеристики
Внешнее строение спинного мозга во многом повторяет очертания позвоночника, так как структуры подстраиваются под его физиологические изгибы. Наблюдаются два утолщения в районе шеи и нижнего грудного, начале поясничного отелов. Эти места характеризуются как выходы корешков спинномозговых нервов, ответственных за иннервацию рук и ног.
Внешнее строение можно кратко описать следующими характеристиками:
Толщина спинного мозга неравномерная и зависит от того, в каком отделе делается замер. Также выделяют у органа четыре поверхности: две округлых боковые, выпуклая задняя и уплощенная передняя. Наружное строение во многом напоминает внутреннюю часть хребта, так как орган заполняет собой весь канал. Орган надежно защищен костной тканью.
Внутреннее строение
Спинной мозг состоит из клеток нервной ткани, которые называются нейроны. Они сосредоточены все ближе к центру, и образуют собой серое вещество. По приблизительным подсчетам ученых всего в органе содержится около 13 миллионов клеток, что во много раз меньше, чем в головном отделе. Серое вещество располагается внутри белого, и если сделать поперечный разрез, то по форме он будет напоминать бабочку. Это особенно хорошо видно на схеме.
Такое уникальная анатомия позволяет разделить спинной мозг на несколько структур. Устроен он следующим образом:
Метамер и сегментарное строение
Каждая часть спинного мозга является составным элементом определенного метамера тела. Причем есть «кусочек» спинного мозга включает в себя участок серого вещества с парой корешков, то метамер включает в себя сам спинномозговой сегмент, мышечное волокно (миотом), участок эпидермиса (дерматом), костную составляющую (склетором), внутренний орган (спланхиотом), подконтрольный этим сегментом. У человека и высших представителей животного мира наблюдается корешковая метамерия – приуроченность спинного мозга к отдельным участкам тела.
Кожные участки тела, состоящие из сенсорных волокон, подходят к соответствующему сегменту спинного мозга, называют дерматомы. Они представляют собой полоски эпидермиса, подконтрольные чувствительными нервными окончаниями корешками. Расположены они по всему телу, и бывают перекрывают друг друга.
Миотомами называют группы мышц, получающие моторные волокна от определенных участков мозга. Благодаря изучению и знанию их расположения существенно упрощается процесс поражения и диагностирования поражений спинного мозга. Повреждения определенного сегмента спинного мозга провоцируют чувствительные и двигательные нарушения.
Сегментарное строение
Спинной мозг условно делят на пять отделов, хотя он и представляет собой единое целое. Название каждого напрямую зависит от его расположения в теле. Всего у человека могут наблюдаться 31-33 сегмента, которые состоят из:
Такое деление позволяет детальнее рассмотреть орган, упростить процесс диагностирования различных патологий.
Белое и серое вещество
Симметричные половины в разрезе можно подробно разглядеть и заметить переднюю серединную щель, соединительно-тканевую перегородку. Часть, расположенная внутри, более темная и носит название серого вещества (СВ), находится она в более светлой субстанцией – белом веществе (БВ). Больше всего СВ расположено в поясничном отделе, меньше всего наблюдается в грудном. Какие основные функции серого вещества:
Каково строение белого вещества? Оно состоит из миелиновых, безмиелиновых нервных волокон, кровеносных сосудов и небольшого количества соединительное ткани. Основная его задача заключается в запуске простейших рефлексов, обеспечение связей со скелетными мышцами.
Функции
Функциональная анатомия подразумевает, что, являясь частью центральной нервной системы, спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функцию. В первом случае орган контролирует выполнение простейших действий на уровне реакций, заключенных в подсознании. Ярким примером является запуск двигательной функции с отдергиванием руки, если поверхность слишком горячая. Делает это конечность раньше, чем сам человек поймет, что произошло. Вторая задача органа заключается в передаче нервных импульсов в головной отдел ЦНС, по восходящим и нисходящим путям движения.
Рефлекторная функция
Эта основная функция органа представляет собой ответную реакцию на раздражение извне. Например, появление рефлекторного кашля на попадание в дыхательные пути посторонних предметов и частиц, устранение руки от колючек кактуса или источника опасности. Импульс поступает внутрь спинномозгового канала через двигательные нейроны, они же запускают сокращение мышц. Этот процесс не требует привлечения головного мозга, и моторная реакция происходит без его участия. То есть человек даже не задумывается над своим действием, часто не осознает его.
У детей проверяют врожденные рефлексы после появления на свет. Они обычно заключаются в способности сосать молоко, дышать, дергать ножками. В процессе развития появляются и приобретенные рефлексы, которые помогают выявить врачам корректность функционирования элементов дуги, отдельных сегментов спинного мозга. Проверка проводится в процессе неврологического осмотра. Основной акцент делается на подошвенный рефлекс, коленный и брюшной. Именно они позволяют проверить, насколько здоров человек в тот или иной момент времени.
Проводниковая функция
Еще одной важной функцией спинного мозга является проводниковая. Она обеспечивает передачу импульса от кожного покрова, поверхности слизистой, внутреннего органа в головной мозг и в обратном направлении. В качестве «проводника» выступает белое вещество. Именно оно несет информацию о поступающих импульсах снаружи. Благодаря этой способности человек может дать характеристику любому предмету, который его окружает.
Познание мира осуществляется через передачу сведений после прикосновения в головной мозг. Именно благодаря этой функции человек понимает, что предмет скользкий, гладкий, шершавый или мягкий. При потере чувствительности, больной перестает понимать, что перед, ним прикасаясь к предмету. Кроме этого, мозг получает данные о положении тела в пространстве, напряжении мышечной ткани или раздражении болевых рецепторов.
Какие органы контролирует спинной мозг?
Также важно понимать, какие внутренние органы связаны со спинным мозгом и могут страдать при повреждении определенного участка позвоночника. Определенные спинномозговые сегменты контролируют определенные части тела путем транслирования нервных импульсов и передачи ответных реакций по двигательным нейронам. За что отвечает каждый позвонок наглядно можно увидеть в таблице.
| Сегмент спины | Порядковый номер позвонка | Подконтрольные внутренние органы |
| Шейный | 3-5 | Диафрагма |
| Шейный | 6-8 | Суставная ткань верхних конечностей |
| Грудной | 1,2, 5-8 | Мышечная ткань и эпидермис кистей, локтей и предплечья |
| Грудной | 2-12 | Мышцы, кожный покров туловища |
| Грудной | 1-11 | Межреберные мышцы |
| Грудной | 1-5 | Головы, сердце |
| Грудной | 5-6 | Нижняя часть пищевода |
| Грудной | 6-10 | Желудочно-кишечный тракт |
| Поясничный | 1-2 | Простата, паховая область, надпочечники, мочевой пузырь, матка. |
| Поясничный | 3-5 | Мышцы и кожа ног |
| Крестцовый | 1-2 | Мышечная ткань и эпидермис нижних конечностей |
| Крестцовый | 3-5 | Наружные половые органы, рефлекторные центры, дисфункция эрекции и дефекации |
Опасность повреждения органа
Благодаря характерной особенности строения мозга, он связан с большинством систем в организме. Целостность его структуры крайне важно для корректного функционирования опорно-двигательного аппарата, здоровья внутренних органов. Любая травма, независимо от степени тяжести, может привести к инвалидности. Растяжения, вывихи, повреждения дисков, переломы позвонков со смещением или без могут вызвать спинальный шок и паралич ног, нарушить нормальную работу канатиков.
Тяжелые травмы приводят к появлению шока, длящегося от нескольких часов до нескольких месяцев. При этом патологическое состояние сопровождается рядом неврологических симптомов. К ним относится онемение, нарушение чувствительности, дисфункция тазовых органов, неспособность контролировать процесс мочеиспускания и дефекации.
Лечение легких повреждений позвоночника проводится амбулаторно, с использованием медикаментов, лечебной гимнастики и массажа. Тяжелые травмы требуют оперативного вмешательства, особенно если выявленная компрессия спинного мозга. Клетки быстро повреждаются и погибают, поэтому любое промедление может стоить человеку здоровья. Восстановительный период после такого вмешательства составляет до двух лет. Помогают в этом различные физиотерапевтические процедуры, например, рефлексотерапия, эрготерапия, электрофорез, магнитотерапия и прочее.
Спинной мозг представляет собой ключевой элемент центральной нервной системы человека, который связан тем или иным образом практически со всеми внутренними органами, мышечной тканью человека. Специфическое строение позволяет передавать импульсы и сигналы, обеспечивать полноценную двигательную деятельность, и выполнять ряд других функций.
Головной и спинной мозг
Спинной мозг
Представляет собой нервный тяж, лежащий в образованном позвонками позвоночном канале. Тянется от затылочного отверстия до поясничного отдела позвоночника. Вверху переходит в продолговатый мозг, внизу заканчивается коническим заострением с концевой нитью.
На поперечном срезе спинной мозг (СМ) напоминает бабочку. В центре расположено серое вещество, состоящее из тел нейронов. На периферии расположено белое вещество, которое образовано отростками нейронов.
В сером веществе СМ различают два передних выступа (передние рога), два боковых (боковые рога) и два задних (задние рога). В следующей статье мы будем изучать рефлекторные дуги, так что эти знания нам очень пригодятся. В рогах серого вещества находятся нейроны, которые входят в состав рефлекторных дуг.
За счет тел нейронов, которые расположены в сером веществе спинного мозга и входят в состав рефлекторных дуг, обеспечивающих рефлексы.
За счет наличия в спинном мозге белого вещества, в состав которого входят многочисленные нервные волокна, образующие пучки и канатики вокруг серого вещества.
Головной мозг и его отделы
Мы начинаем увлекательное путешествие по отделам головного мозга. Для вас принципиально важно разделить между собой и запомнить функции различных отделов, для этого обязательно используйте воображение!)
Варолиев мост выполняет проводниковую функцию: через мост проходят все нисходящие и восходящие нервные пути. Также он контролирует работу мимических и жевательных мышц лица, слезной железы.
Мозжечок имеет свои собственные полушария, соединенные друг с другом. Кора мозжечка образована серым веществом, подкорковые ядра окружены белым веществом.
Мозжечок принимает участие в координации произвольных движений, способствует сохранению положения тела в пространстве, регулирует тонус и равновесие. Благодаря мозжечку наши движения четкие и плавные.
Средний мозг также выполняет проводниковую функцию, участвует в регуляции мышечного тонуса и позы тела.
Помимо этого, гипоталамус контролирует симпатическую и парасимпатическую системы, регулирует температуру тела, отвечает за циклы сна и бодрствования. В гипоталамусе находятся центры голода и насыщения.
Кора больших полушарий
В коре имеется несколько слоев клеток, между которыми образуются многочисленные разветвленные связи. Несмотря на то, что кора функционирует как единый механизм, разные ее участки анализируют информацию от разных периферических рецепторов, которые И.П. Павлов называл корковыми концами анализаторов.
Корковое представительство зрительного анализатора располагается в затылочной доле КБП, именно в связи с этим при падении на затылок человек видит «искры из глаз», когда нейроны этой доли возбуждаются механически, вследствие удара.
Корковое представительство слухового анализатора находится в височной доле коры больших полушарий.
Количество нейронов в этих извилинах, отведенных для различных органов, неодинаково. Так зона проекции пальцев кисти занимает много места, благодаря чему становятся возможны тонкие движения пальцами. Зона проекции мышц туловища гораздо меньше зоны пальцев, так как движения туловища более однообразные и менее сложные.
Изученные нами участки мозга, в которых происходит преобразование и анализ поступающей информации, называются ассоциативными зонами КБП. Эти зоны связывают различные участки КБП, координируют ее работу, играют важнейшую роль в образовании условных рефлексов.
Заболевания
Иногда после инсульта (кровоизлияния в ткани мозга) или травмы развивается паралич (полное отсутствие движений) на одной из сторон тела. Зная анатомию, вы можете седлать вывод: если движения пропали в правой руке и ноге, то инсульт произошел слева.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Спинной мозг и периферические нервы человека
Одним из важнейших органов центральной нервной системы является спинной мозг. Эта часть центральной нервной системы связана с органами и кожей. Спинной мозг выполняет две основные функции:
Выполнение первой обеспечивается проводящими путями, а второй – центральными отделами мозга. Для внутреннего строения спинного мозга характерно наличие центрального канала – это полость, расположенная по всей длине спинномозгового тяжа. Спинной мозг условно разделяется на сегменты, каждому из которых соответствует одна пара нервов. Как и головной мозг, спинной образован белым и серым веществом.
Но если в головном мозге серое вещество находится снаружи, то спинному мозгу свойственно внутреннее его расположение. Серое вещество – это скопление миллионов нейронов. В поперечном сечении серое вещество по очертаниям напоминает бабочку и имеет несколько отделов, называемых рогами. Продольно серое вещество расположено в виде столбов и также разделяется на задний, передний и боковой столбы. Вокруг серого вещества располагаются нервные волокна – отростки нейронов, или белое вещество мозга.
Периферические нервы находятся за пределами центральной нервной системы. Эти нервы являются сообщением между головным, спинным мозгом и органами человеческого тела. Три составляющие периферической нервной системы:
Периферические нервы участвуют в обеспечении согласованной работы нервной системы, выступая транспортировщиками сигналов и импульсов. Если в головном мозге появилась команда согнуть руку в локте, то именно благодаря периферическим нервам этот сигнал поступает к мышцам, активизируя выполнение движения. Перемещение импульсов от органов в головной и спинной мозг происходит по сенсорным нейронам. Передача же импульсов из нервных центров к мышцам и органам осуществляется при прямом участии двигательных нейронов.
Задачи периферических нервов многообразны – это и координация и контроль движений, и проведение импульсов, получаемых из внешней среды, и обеспечение своевременного реагирования организма на опасность, и активизация работы внутренних органов (начиная от пищеварения и заканчивая сердцебиением и дыханием), и ряд других функций.
